CH594403A5

CH594403A5 - Light filter for welding goggles visor

Info

Publication number: CH594403A5
Application number: CH926575A
Authority: CH
Inventors: Hermann Budmiger
Original assignee: Thommen Revue Ag
Priority date: 1975-07-14
Filing date: 1975-07-14
Publication date: 1978-01-13
Also published as: IT1055712B

Description

Das Hauptpatent betrifft einen Augenschutzschirm, insbesondere zur Verwendung an einer Brille, einem Helm oder Schild zum Schutz der Augen bei Schweissarbeiten, gekennzeichnet durch eine in Serie mit einem UV- und IR-Filter angeordnete Verdunkelungseinrichtung für das sichtbare Licht, die einen Polarisator und einen Analysator enthält, zwischen denen sich ein optoelektrisches Element befindet, das bei Anlegen einer Spannung die Polarisationsebene des Lichtes dreht und damit eine Verdunkelung oder Aufhellung bewirkt.

Gemäss einem im Hauptpatent beschriebenen Ausführungsbeispiel kann als optoelektrisches Element eine Flüssigkristallzelle verwendet werden.

Nunmehr wird vorgeschlagen, dass das optoelektrische Element eine transparente Keramikzelle aufweist.

Die Erfindung soll nun anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden.

In der Zeichnung zeigen: die Fig. 1 eine axonometrische Ansicht einer Verdunkelungseinrichtung mit einem Polarisator, einer Keramikzelle und einem Analysator und die Fig. 2 eine Seitenansicht einer Verdunkelungseinrichtung mit mehreren hintereinander angeordneten Keramikzellen.

In der Fig. list schematisch eine Verdunkelungseinrichtung für einen Augenschutzschirm dargestellt. Der Augenschutzschirm kann einen Teil einer Brille, eines Helms oder eines Schildes zum Schutz der Augen bei Schweissarbeiten bilden.

Die Verdunkelungseinrichtung weist einen Polarisator P, einen Analysator A und dazwischen eine lichtdurchlässige, elektrisch steuerbare Keramikzelle Z auf. Die letztere weist Elektroden und Anschlüsse auf, die über elektrische Leiter mit einer Steuereinrichtung verbunden sind, von der in der Fig. 1 nur die Anschlüsse angedeutet sind. Die Steuereinrichtung weist Mittel auf, um der Keramikzelle eine elektrische Spannung U zuzuführen. Ferner ist ein nicht dargestellter Sensor vorhanden, um der Steuereinrichtung ein elektrisches Signal zuzuführen, wenn der Schweissvorgang beginnt.

Der Polarisator P und der Analysator A weisen zueinander rechtwinklig verlaufende, d.h. gekreuzte, Polarisationsebenen auf. Die Keramikzelle Z kann derart ausgebildet sein, dass sie im spannungslosen Zustand optisch isotrop ist und beim Anlegen einer elektrischen Spannung doppelbrechend wird. Die Keramikzelle Z kann ferner so angeordnet sein, dass ihre Polarisationsebenen im doppelbrechenden Zustand die Polarisationsebenen des Polarisators und Analysators unter einen Winkel von 450 schneiden.

Wenn nun keine elektrische Spannung an der Keramikzelle Z anliegt, verändert sie die Polarisation des vom Polarisator P zu ihr gelangenden Lichtes nicht. Die Verdunkelungseinrichtung ist dann annähernd lichtundurchlässig.

Wenn hingegen an die Keramikzelle Z eine Spannung U angelegt wird, wird die Keramikzelle Z doppelbrechend. Infolge der Doppelbrechung wird das in der Richtung des Pfeiles L vom Polarisator P zur Keramikzelle Z gelangende Licht in zwei Teile zerlegt, die rechtwinklig zueinander verlaufende Polarisationsebenen aufweisen. Da die zwei Licht-Teile mit verschiedenen Geschwindigkeiten durch die Keramikzelle hindurchlaufen, weisen sie beim Austritt aus der Keramikzelle von der Dicke der Keramikzelle, der Doppelbrechung und der Lichtfrequenz bzw. -wellenlänge abhängige Phasen-Unterschiede auf. Wenn sich die beiden Licht-Teile nun wieder überlagern, kann ein Teil des Lichtes durch den Analysator A hindurchlaufen. Die Keramikzelle Z bewirkt also im doppelbrechenden Zustand eine Drehung des Lichtes, so dass ein beträchtlicher Teil des Lichtes durch die Verdunkelungseinrichtung hindurch gelangt.

Die Verdunkelungseinrichtung weist nun also eine wesentlichere grössere Lichtdurchlässig keit auf, als im spannungslosen Zustand. Die Keramikzelle dient daher als optoelektrisches Element, um die Lichtdurchlässigkeit durch Drehen der Polarisationsebene des Lichtes zu ändern.

Die Spannung U muss entsprechend den Abmessungen der Keramikzelle und den Elektrodenabstand so gewählt werden, dass sich eine ausreichende Änderung der Lichtdurchlässigkeit ergibt. Bei geeigneter Ausbildung der Keramikzelle und der Steuereinrichtung und bei Verwendung einer zweckmässigen Spannung lassen sich Umschaltzeiten erzielen, die weniger als 100 lls betragen.

Der Augenschutzschirm weist vorzugsweise Mittel auf, um den Durchgang des Infrarot- und Ultraviolettlichtes mindestens teilweise zu sperren. Beispielsweise kann die Keramikzelle derart ausgebildet sein, dass sie Infrarot- und Ultraviolettlicht absorbiert.

Die in der Fig. 2 dargestellte Verdunkelungseinrichtung weist mehrere hintereinander angeordnete Keramikzellen Z auf. Die Richtung der Lichtstrahlen ist durch den Pfeil L angedeutet. Vor der bezüglich der Lichtstrahlrichtung ersten Keramikzelle Z ist ein Polarisator P angeordnet. Hinter der letzten Keramikzelle Z ist ein Analysator A angeordnet. Zwi schen je zwei aufeinanderfolgenden Keramikzellen Z ist entweder ein Polarisator P oder ein Analysator A angeordnet. Die Polarisatoren können alle zueinander parallele Polarisationsebenen aufweisen. Die Analysatoren können ebenfalls alle zueinander parallele Polarisationsebenen aufweisen. Die Polarisationsebenen der Analysatoren können gegen diejenigen der Polarisatoren rechtwinklig gekreuzt sein.

Die Keramikzellen sind mit einer Steuereinrichtung verbunden, die Mittel aufweist, um wahlweise eine Spannung an eine oder mehrere der Keramikzellen anzulegen. Dadurch lässt sich der Transmissionsgrad stufenweise verändern und eine sehr starke Reduktion der Lichtdurchlässigkeit erzielen.

Claims

PATENTANSPRUCH

Augenschutzschirm nach dem Patentanspruch des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, dass das optoelektrische Element eine transparente Keramikzelle (Z) aufweist.

UNTERANSPRÜCHE 1. Augenschutzschirm nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch mehrere hintereinander angeordnete Keramikzellen (Z) und dazwischen angeordnete Polarisatoren (P) bzw. Analysatoren (A).

2. Augenschutzschirm nach Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zum wahlweisen Anlegen einer Spannung an eine oder mehrere Keramikzellen (Z), um den Transmissionsgrad stufenweise einzustellen.

3. Augenschutzschirm nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Polarisator (P) und der Analysator (A) bezüglich der Keramikzelle (Z) derart orientiert sind, dass die Verdunkelungseinrichtung bei spannungsloser Keramikzelle (Z) weniger lichtdurchlässig ist als wenn eine Spannung an die Keramikzelle (Z) angelegt ist.

4. Augenschutzschirm nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch Mittel, um den Durchgang des Infrarot- und Ultraviolettlichtes mindestens teilweise zu sperren.